Дизельна електростанція: кВА і кВт, кожух, АВР, ресурс

Дизельна електростанція (ДЕС, або ДГУ — дизель-генераторна установка) — це дизельний двигун і генератор на спільній рамі з паливним баком, панеллю керування й зазвичай кожухом, розраховані на тривалу роботу. Це вже не побутовий генератор «на випадок», а обладнання для будинку з великим навантаженням, бізнесу, виробництва чи об'єкта, де світло потрібне цілодобово.

У розділі дизельні електростанції сотні моделей — від станцій на 16–20 кВт до промислових агрегатів на сотні кіловат. Розбираємо по черзі: що таке ДГУ й як вона працює, кВА і кВт, режими потужності, виконання, автоматика, встановлення, паливо й обслуговування.

Що таке ДГУ і чим вона відрізняється від дизельного генератора

Межа умовна, але на практиці різниця є. Дизельний генератор у побутовому розумінні — компактний агрегат на 3–15 кВт, часто з повітряним охолодженням, відкритою рамою й ручним або електричним стартом. Він добре закриває відключення в приватному будинку — дивіться розділ дизельні генератори.

Дизельна електростанція (ДГУ) — зазвичай двигун з рідинним охолодженням, панель керування, шумозахисний кожух або контейнер, автозапуск і розрахунок на тривалу роботу. У каталозі більшість станцій мають автозапуск, а в характеристиках указана модель двигуна. Вхідний клас — станції на 16–20 кВт, як Hyundai DHY 22KSE з блоком ATS 100 на 16/18 кВт з водяним охолодженням і блоком автоматики в комплекті. Якщо вам потрібно до 10 кВт і робота кілька годин на день, вистачить дизельного генератора — про вибір палива читайте у статті бензиновий, дизельний чи газовий генератор.

Будова і принцип роботи дизельної електростанції

Принцип простий: дизельний двигун обертає вал синхронного альтернатора, а контролер тримає стабільні оберти (а отже, частоту 50 Гц) і напругу незалежно від навантаження. Більшість станцій з рідинним охолодженням працюють на 1 500 об/хв — це тихіше й дає більший ресурс, ніж у побутових генераторів на 3 000 об/хв.

• Двигун — дизель з рідинним охолодженням і радіатором; модель указана в характеристиках.
• Альтернатор — синхронний, з регулятором напруги; саме він «робить» електрику.
• Рама з паливним баком — бак у рамі визначає автономність без доливання.
• Панель керування (контролер) — пуск і зупинка, вимірювання, захисти, вхід для АВР.
• Кожух або контейнер — захист від погоди й зниження шуму.

кВА і кВт: як не переплутати

Потужність станцій часто вказують у кіловольт-амперах (кВА) — це повна потужність. Корисна, активна потужність у кіловатах (кВт) дорівнює кВА × коефіцієнт потужності. Для трифазних станцій стандартно беруть cos φ = 0,8: 30 кВА × 0,8 = 24 кВт.

Цифра в назві моделі часто відповідає саме кВА. Наприклад, у WattStream WS33-RS у характеристиках 24 кВт номінальної й 26,4 кВт максимальної потужності — це якраз 33 кВА × 0,8. У Mitsui APY-32 (EU) — 28/32 кВт. Порівнюйте моделі лише за кВт з характеристик, а не за числом у назві.

Навантаження рахують у кВт так само, як для будь-якого генератора: сума приладів + найбільший пусковий стрибок + запас 20–25 %. Для станцій під двигуни — насоси, компресори, холодильні установки — пусковий струм має особливу вагу: двигун при пуску бере приблизно втричі більше за номінал, а з частотним перетворювачем чи плавним пуском — менше.

Номінальна й максимальна потужність: на що орієнтуватися

У характеристиках станцій дві цифри. Номінальна — з якою станція може працювати тривало. Максимальна — короткочасна, для пікових навантажень і пуску двигунів; зазвичай вона на 10 % вища. У Matari MB40-1, наприклад, 36 кВт номіналу й 40 кВт максимуму.

Підбирайте станцію так, щоб ваше звичайне навантаження становило 50–75 % номіналу. Це оптимальний режим для дизеля: паливо згоряє повністю, двигун прогрітий, ресурс витрачається найекономніше.

Чому не брати з величезним запасом. Дизель, що годинами працює з навантаженням менше 30 %, недогріває: паливо згоряє не повністю, утворюються нагар і відкладення у вихлопному тракті, масло розріджується. Станцію на 100 кВт під навантаження 15 кВт краще не брати — це не запас, а гарантований ремонт.

Потужність дизельної електростанції під об'єкт

Кожух, контейнер чи відкрита рама

Шумозахисний кожух — стандарт для станції, що стоїть надворі біля будинку, магазину чи офісу. Він знижує шум, захищає від дощу й снігу, закривається на ключ. Виконання конкретної моделі дивіться на фото й в описі товару.

Відкрите виконання на рамі дешевше й простіше в обслуговуванні, але потребує приміщення або контейнера з вентиляцією, відведенням вихлопу назовні й захистом від опадів. Для приватного будинку це рідко має сенс.

Рівень шуму в характеристиках — наприклад, 68 дБ у Matari MB40-1 чи 73 дБ у WattStream WS33-RS — зазвичай вимірюють на певній відстані від станції, часто 7 м. Порівнюйте цифри лише між моделями, де відстань вимірювання однакова, і пам'ятайте про сусідів: ставте станцію вихлопом від вікон.

Автозапуск, АВР і ступені автоматизації

Станцію, що резервує бізнес чи будинок, майже завжди ставлять з АВР: мережа зникла — станція сама запустилася, прогрілася й узяла навантаження. Автозапуск означає, що панель керування станції вміє прийняти команду на пуск, а сам блок АВР може бути в комплекті або купуватися окремо — як у Hyundai DHY 85KSE з блоком ATS 160, де він уже є. Окремі трифазні блоки — у розділі АВР на 380/220 В.

У технічній документації станції розрізняють за ступенем автоматизації. Спрощено: найпростіші керуються вручну з панелі; наступний рівень — автозапуск за командою АВР з автоматичним поверненням на мережу й аварійними захистами; найвищий — додатково автоматичне доливання палива й масла, підігрів і дистанційний моніторинг, щоб станція довго працювала без персоналу. Для будинку й невеликого бізнесу достатньо автозапуску з АВР.

Струм АВР підбирають за струмом станції. Для трифазної станції 400 В при cos φ 0,8 струм приблизно дорівнює потужності в кВт × 1,8. Станція на 24 кВт — близько 43 А, потрібен блок на 60 А; станція на 62 кВт — близько 112 А, потрібен блок на 125 А. Як працює АВР, розповідаємо у статті АВР для генератора.

Встановлення й монтаж: місце, приміщення, вихлоп

Майданчик. Станції на 16–60 кВт важать від 700 кг до понад тонни, тож їм потрібна рівна тверда основа — бетонний майданчик або фундамент, — зручний під'їзд для доставки палива й доступ з усіх боків для обслуговування.

Надворі станцію ставлять у кожусі або контейнері, вихлопом від вікон, дверей і вентиляційних решіток: вихлоп містить чадний газ. У приміщенні потрібні приточна й витяжна вентиляція під радіатор, відведення вихлопу назовні через ізольований газохід, протипожежні заходи й місце для палива. Вимоги до приміщення, монтажу й зберігання палива задають будівельні та пожежні норми — їх закладає проєктна організація в проєкт.

Підключення. Корпус заземлюють, станцію підключають до мережі об'єкта лише через АВР або перемикач, що фізично від'єднує об'єкт від зовнішньої мережі, силами електромонтажної організації. Про кожухи й вихлоп для менших генераторів — у статті бокс і вихлоп для генератора.

Витрата палива й автономність

Орієнтовна витрата сучасного дизеля — 0,25–0,3 л на кожну кВт·год при навантаженні 50–75 %. Точну цифру виробник наводить у паспорті для різних рівнів навантаження.

Приклад: станція Mitsui APY-20 (EU) на 18 кВт номіналу з баком 70 л. При навантаженні 75 % (13,5 кВт) вона витрачатиме близько 3,5–4 л на годину — бака вистачить приблизно на 18–20 годин. Matari MB40-1 з баком 105 л під навантаженням 27 кВт витратить близько 7–8 л на годину, тобто бака вистачить на 13–15 годин. Якщо потрібна довша автономність, передбачте додаткову ємність і регламент доливання. Як рахувати витрату для будь-якого генератора — у статті витрата палива генератора.

Узимку — лише зимове або арктичне дизельне паливо, а для станцій, що стоять на морозі, корисний підігрівач охолоджувальної рідини: холодний дизель заводиться важко, а АВР чекати не буде.

Двигун, ресурс і обслуговування

У характеристиках кожної станції вказано модель двигуна: у каталозі є станції з двигунами Perkins, Yanmar, Kohler, Deutz, John Deere, Iveco, Doosan, Ricardo, Cummins та інших виробників. Перед покупкою варто з'ясувати, чи є у вашому регіоні сервіс і запчастини саме до цього двигуна: ресурс станції визначається тим, наскільки вчасно її обслуговують.

Строк служби дизельної електростанції рахують у мотогодинах, і він залежить не лише від двигуна. Станції на 1 500 об/хв з рідинним охолодженням служать значно довше за побутові генератори, якщо працюють у зоні 50–75 % номіналу й обслуговуються за регламентом. Ресурс до капремонту для конкретного двигуна вказує виробник — уточнюйте в паспорті. Скільки годин поспіль можна ганяти генератор, розбираємо в статті скільки може працювати генератор без перерви.

• Масло й фільтри — за регламентом виробника, зазвичай кожні кілька сотень мотогодин і не рідше разу на рік, навіть якщо станція майже не працювала.
• Охолоджувальна рідина — контроль рівня й заміна за регламентом; взимку — перевірка температури замерзання.
• Стартерний акумулятор — найчастіша причина, чому автозапуск «не спрацював». Перевіряйте заряд і клеми.
• Паливо й сепаратор — вода в дизелі вбиває паливну апаратуру. Зливайте відстій і міняйте паливні фільтри вчасно.
• Тестові запуски під навантаженням — раз на кілька тижнів. Запуск на холостому ходу не дає потрібного прогріву.

Як вибрати дизельну електростанцію: покроково

1. 1 Складіть перелік навантажень, позначте трифазні й двигуни. Порахуйте навантаження кожної фази — як це робити, показано у статті трифазний чи однофазний генератор.
2. 2 Визначте номінальну потужність станції так, щоб звичайне навантаження займало 50–75 % номіналу, а пікове вкладалося в максимальну.
3. 3 Порівнюйте моделі за кВт з характеристик, а не за числом кВА в назві.
4. 4 Оберіть виконання: кожух для роботи надворі, відкриту раму — лише для приміщення з вентиляцією.
5. 5 Заплануйте автоматику: станція з автозапуском + АВР на відповідний струм.
6. 6 Порахуйте автономність бака й доставку палива, уточніть сервіс для конкретного двигуна.
7. 7 Монтаж, заземлення й підключення до мережі об'єкта — за проєктом, силами електромонтажної організації. Приклади розрахунку для магазину, офісу й кафе — у статті резервне живлення для бізнесу.